DE3402110A1

DE3402110A1 - Hydraulically releasable non-return valve for hydraulic high-pressure systems, in particular for support systems in underground mining operations

Info

Publication number: DE3402110A1
Application number: DE19843402110
Authority: DE
Inventors: Michael 4618 Kamen Dettmers; Walter 4600 Dortmund Weirich
Original assignee: Gewerkschaft Eisenhutte Westfalia GmbH
Current assignee: Caterpillar Global Mining Europe GmbH
Priority date: 1984-01-21
Filing date: 1984-01-21
Publication date: 1985-07-25
Also published as: DE3402110C2

Abstract

The invention relates to a hydraulically releasable non-return valve for hydraulic high-pressure systems, in particular for support assemblies in underground mining operations. The activating pressure of the non-return valve (5) according to the invention is constant irrespective of the pressure present at the input side. In its valve body (1), the non-return valve according to the invention has a pressure-compensating piston (9) inserted between closing member (2) and activating piston (14). The pressure present at the input side is admitted to the annular space (8) of the pressure-compensating piston (9) via a line (10). Consequently, the pressure-compensating piston (9) counteracts the pressure acting on the closing member (2) (Fig. 1). <IMAGE>

Description

Hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil für hydraulische Hydraulically pilot operated check valve for hydraulic

Hochdrucksysteme, insbesondere für Ausbausysteme in Bergbau-Untertagebetrieben Die Erfindung betrifft ein hydraulisch entsperrbares Rückschlagventil für hydraulische Hochdrucksysteme, mit einem die Eingangsseite gegenüber der Ausgangs seite absperrenden Schließglied, welches von einem Ansteuerkolben gegen die Rückstellkraft einer Feder von seinem Ventilsitz abhebbar ist. High pressure systems, especially for support systems in underground mining operations The invention relates to a hydraulically releasable check valve for hydraulic High pressure systems, with a shut off the inlet side opposite the outlet side Closing member, which by a control piston against the restoring force of a spring can be lifted off its valve seat.

Bei hydraulischen Ausbausteuerungen und sonstigen Hochdrucksystemen kommen als Halteventile für unter Last stehende Zylinder meist leckölfrei abschließende Sitzventile zum Einsatz. Diese Sitzventile werden auch verwendet, um eine Druckleitung in eine Richtung abzuschließen. Als Sitzventile finden häufig federbelastete Kugelrückschlagvfnt ilc Verwen(1 nrJ.With hydraulic expansion controls and other high-pressure systems are used as holding valves for cylinders under load, which are usually closed without leakage Seat valves used. These poppet valves are also used to create a pressure line complete in one direction. Spring-loaded ball check valves are often used as seat valves ilc Verwen (1 nrJ.

Es ist z. B. durch die DE-OS 31 11 435 bekannt, diese Kugelrückschlagventile als hydraulisch entsperrbare Rückschlagventile auszuführen. Diese Rückschlagventile sind mit einem Ansteuerkolben ausgerüstet, der durch hydraulischen Steuerdruck beaufschlagbar ist und mit seinem Stößel die Ventilkugel des Rückschlagventils von ihrem Sitz abhebt. Dadurch wird die Verbindung zwischen der Eingangs- und der Ausgangs seite des Kugelrückschlagventils freigegeben.It is Z. B. known from DE-OS 31 11 435, these ball check valves designed as hydraulically releasable check valves. These check valves are equipped with a control piston that can be acted upon by hydraulic control pressure is and with its plunger lifts the valve ball of the check valve from its seat. This creates the connection between the inlet and outlet side of the ball check valve Approved.

Nachteilig bei derartigen entsperrbaren Kugelrückschlagventilen ist vor allem, daß das Schließglied nicht nur durch die definierte Kraft einer Feder auf seinen Ventilsitz gedrückt wird, sondern zusätzlich durch die unter Druck stehenden Arbeitszylinder bzw. deren Auflast über das Druckmedium beaufschlagt wird. Der zum Offnen des Rückschlagventiles nötige Ansteuerdruck ist folglich in hohem Maße von der Auflast der abgesicherten Arbeitszylinder, d. h.A disadvantage of such unlockable ball check valves is above all, that the closing element is not only controlled by the defined force of a spring is pressed onto its valve seat, but also by the pressurized Working cylinder or its load is applied via the pressure medium. The for Opening the check valve necessary control pressure is consequently to a large extent of the load on the secured working cylinder, d. H.

von dem eingangsseitig anstehenden Flüssigkeitsdruck, abhängig.depending on the liquid pressure on the inlet side.

Aufgabe der Erfindung ist es, diesen Mangel zu beseitigen und ein entsperrbares Rückschlagventil der vorgenannten Gattung so auszubilden, daß der zum Öffnen des Ventiles notwendige Ansteuerdruck unabhängig von dem eingangsseitig am Ventil anstehenden Druck konstant bleibt.The object of the invention is to eliminate this deficiency and a to design releasable check valve of the aforementioned type so that the The control pressure required to open the valve is independent of the pressure on the inlet side pressure at the valve remains constant.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen dem Ansteuerkolben und dem Schließglied ein Druckausgleichskolben eingeschaltet ist, dessen Ringraum über eine Leitung mit der Eingangsseite des Rückschlagventiles in Verbindung steht.This object is achieved in that between the Control piston and the closing element a pressure compensation piston is switched on, its annulus via a line with the inlet side of the check valve in Connection.

Bei einer solchen Ausgestaltung des Rückschlagventiles wird der auf das Schließglied wirkenden Kraft, die wie vorbeschrieben vom eingangsseitig am Ventil anstehenden Flüssigkeitsdruck abhängig ist, über den Druckausgleichskolben eine gleich oder ähnlich große Kraft entgegengesetzt.In such a configuration of the check valve, the the closing member acting force, as described above, from the inlet side of the valve pending fluid pressure is dependent, via the pressure compensation piston a equal or similarly large force opposite.

Das bedeutet, je höher die Auflast auf die Arbeitszylinder bzw.This means the higher the load on the working cylinder or

der Druck einer Hochdruckpumpe und somit die Anpreßkraft des Schließgliedes auf seinen Ventilsitz, desto größer wird die mittels des Ausgleichskolbens auf das Schließglied wirkende Gegenkraft. Vorteilhafterweise ist die druckbeaufschlagte Ringfläche des Druckausgleichskolbens so dimensioniert, daß sie gleich der wirksamen Druckfläche des Schließgliedes ist. In diesem Fall heben sich die durch den Hochdruck auf das Schließglied einwirkenden Kräfte auf und das Schließglied wird lediglich durch die Rückstellkraft seiner Ventilfeder auf den Ventilsitz gedrückt.the pressure of a high pressure pump and thus the contact pressure of the closing element on its valve seat, the greater the pressure on the valve by means of the compensating piston Closing member acting counterforce. Advantageously, the pressurized Ring surface of the pressure compensation piston dimensioned so that it is equal to the effective one The pressure surface of the closing member is. In this case, the high pressure lifts them up forces acting on the closing member and the closing member is only pressed onto the valve seat by the restoring force of its valve spring.

Der zwischen dem Schließglied und dem Ansteuerkolben angeordnete Druckausgleichszylinder gleitet in einer gestuften Zentralbohrung des Ventilkörpers. Der Druckausgleichskolben weist zwei Stößel auf, von denen einer gegen das Schließglied drückt, während der gegenüberliegende Stößel vom Ansteuerkolben beaufschlagbar ist.The pressure compensation cylinder arranged between the closing element and the control piston slides in a stepped central bore in the valve body. The pressure compensation piston has two plungers, one of which presses against the closing member, during the opposite tappet can be acted upon by the control piston.

Der Ansteuerkolben ist ebenfalls in dieser Zentralbohrung des Ventilgehäuses geführt und wird mit Hilfe einer Kolbenfeder in einer Ausgangslage gehalten, in der das Rückschlagventil geschlossen ist.The control piston is also in this central bore of the valve housing and is held in an initial position with the help of a piston spring, in which the check valve is closed.

über eine separate Steuerleitung kann der Ansteuerkolben mit Druck beaufschlagt werden. Eventuelle am Steuerkolben oder Ausgleichskolben auftretende Leckölströme werden über eine zusätzliche Rücklauf leitung abgeführt.The control piston can be pressurized via a separate control line be applied. Any occurring on the control piston or compensating piston Leakage oil flows are discharged via an additional return line.

Eine weitere Ausgestaltungsform sieht vor, das hydraulisch entsperrbare Rückschlagventil mit einem integrierten Wegeventil auszustatten. In diesem Fall weist der Ansteuerkolben eine axiale Bohrung auf, die endseitig verschlossen ist. Von dieser axialen Bohrung gehen Radialbohrungen ab. Im Ventilgehäuse bzw. in entsprecher den Einsätzen sind Ringkanäle angeordnet, die in Ausgangsstellung des Ansteuerkolbens, d. h. im geschlossenen Zustand des Rückschlagventiles die Ringkanäle miteinander verbinden. In dieser Schaltstellung ist beispielsweise ein Verbraucher mit der Druckstelle verbunden.Another embodiment provides for the hydraulically unlockable one Equip the check valve with an integrated directional valve. In this case the control piston has an axial bore which is closed at the end. Radial bores extend from this axial bore. In the valve housing or in a corresponding the inserts are arranged in ring channels, which in the starting position of the control piston, d. H. in the closed state of the check valve, the ring channels with each other associate. In this switching position, for example, there is a consumer with the pressure point tied together.

Bei Druckbeaufschlagung des Ansteuerkolbens, d. h. bei geöffnetem Rückschlagventil, wird ein Ringkanal mit der Rücklaufleitung verbunden. In diesem Fall ist der Verbraucher mit der Rücklaufleitung kurzgeschlossen. Bei dem Zusatzventil handelt es sich folglich um ein 3/2-Wegeventil.When the control piston is pressurized, i. H. with open Check valve, a ring channel is connected to the return line. In this In this case, the consumer is short-circuited with the return line. With the additional valve it is therefore a 3/2-way valve.

Die Erfindung wird nachfolgend im Zusammenhang mit den in den Figuren 1 und 2 schematisch gezeigten Ausführungsbeispielen näher erläutert: Die dargestellten hydraulisch entsperrbaren Rückschlagventile weisen ein Ventilgehäuse 1 mit einer mehrfach gestuften axialen Gehäusebohrung auf, welche die verschiedenen Funktionsteile des Ventiles aufnimmt. Das Ventil ist als Kugelrückschlagventil ausgebildet. Seine das Schließglied 2 bildende Ventilkugel wird von einer Feder 3 in seiner Schließlage am Ventilsitz 4 gehalten. Der die Ventilfeder 3 aufnehmende Raum des Ventilgehäuses stellt die Eingangsseite des Rückschlagventiles 5 dar und ist über eine hydraulische Hochdruckleitung 6 entweder mit den Arbeitsräumen nicht dargestellter Arbeitszylinder oder mit der Ausgangsseite einer ebenfalls nicht dargestellten Hydraulikquelle verbunden.The invention is described below in connection with the figures 1 and 2 schematically shown exemplary embodiments explained in more detail: The illustrated Hydraulically releasable check valves have a valve housing 1 with a multiple stepped axial housing bore showing the various functional parts of the valve. The valve is designed as a ball check valve. His the valve ball forming the closing element 2 is in its closed position by a spring 3 held on valve seat 4. The space of the valve housing that receives the valve spring 3 represents the input side of the check valve 5 and is via a hydraulic High-pressure line 6 either with the working chambers, not shown working cylinder or connected to the output side of a hydraulic source, also not shown.

Der über die Leitung 6 angeförderte Hydraulikstrom verläßt bei abgehobenem Schließglied 2, d. h. bei geöffnetem Ventil, das Rückschlagventil über eine Hydraulikleitung 7.The hydraulic flow conveyed via line 6 leaves when it is lifted Closing member 2, d. H. with the valve open, the check valve via a hydraulic line 7th

Der Ringraum 8 des Druckausgleichskolbens 9 ist über eine Leitung 10 an die Hochdruckleitung 6 angeschlossen. Der Druckausgleichskolben 9, der abgedichtet in einer Bohrung des Ventilgehäuses 1 gleitet, drückt mit seinem Stößel 11 gegen das Schließglied 2.The annular space 8 of the pressure compensation piston 9 is via a line 10 connected to the high pressure line 6. The pressure compensation piston 9, which is sealed slides in a bore of the valve housing 1, presses against with its plunger 11 the closing link 2.

Die druckbeaufschlagte Kolbenringfläche 12 des Druckausgleichskolbens 9 weist vorzugsweise die gleiche Druckfläche auf wie die am Schließglied 2 wirksame Druckfläche A. An seinem dem Stößel 11 gegenüberliegenden Ende weist der Druckausgleichskolben 9 einen weiteren Stößel 13 auf, der durch den Ansteuerkolben 14 beaufschlagbar ist.The pressurized piston ring surface 12 of the pressure compensation piston 9 preferably has the same pressure surface as that effective on the closing member 2 Pressure surface A. At its end opposite the plunger 11, the pressure compensation piston 9 a further plunger 13, which can be acted upon by the control piston 14.

Der Ansteuerkolben 14 kann über die Ansteuerleitung 15 mit Druck beaufschlagt werden. In Ausgangsstellung wird der Ansteuerkolben 14 durch die Kolbenfeder 16 in eine Endlage gedrückt, in der das Kugelrückschlagventil (5) geschlossen ist.The control piston 14 can be pressurized via the control line 15 will. In the starting position, the control piston 14 is actuated by the piston spring 16 pressed into an end position in which the ball check valve (5) is closed.

Wenngleich der Stößel 13 durch Packungen 17 oder dgl. ebenso in seiner Führung abgedichtet ist wie der Ansteuerkolben 14 durch Dichtmittel 18, sind Leckagen nicht völlig zu vermeiden. Diese Leckagen werden über eine Leckölleitung 19 abgeführt.Although the plunger 13 by packs 17 or the like. Also in his Guide is sealed like the control piston 14 by sealing means 18, are leaks not to be avoided entirely. These leaks are discharged via a leakage oil line 19.

Die Figur 2 zeigt das vorbeschriebene ansteuerbare Kugelrückschlagventil 5 mit einem integriertem Wegeventil. Der Ansteuerkolben 14 ist mit einer axialen Bohrung 20 ausgestattet, die endseitig verschlossen ist. Von dieser axialen Bohrung 20 gehen radiale Bohrungen 21, 22 ab. Im Ventilgehäuse 1 bzw. entsprechenden Einsätzen sind Ringkanäle 23, 24 angeordnet, die mit Hydraulikleitungen 25 bzw. 26 verbunden sind.FIG. 2 shows the controllable ball check valve described above 5 with an integrated directional valve. The control piston 14 is with an axial Bore 20 equipped, which is closed at the end. From this axial bore 20 radial bores 21, 22 go off. In valve housing 1 or corresponding inserts Ring channels 23, 24 are arranged, which are connected to hydraulic lines 25 and 26, respectively are.

In Schließstellung des Kolbenrückschlagventiles, d. h. bei unbeaufschlagtem Ansteuerkolben 14, ist die Hydraulikleitung 25 über den Ringkanal 24 und die Bohrungen 20, 21, 22 sowie den Ringkanal 23 an die Hydraulikleitung 26 angeschlossen.In the closed position of the piston check valve, d. H. with unpressurized Control piston 14 is the hydraulic line 25 via the annular channel 24 and the bores 20, 21, 22 and the ring channel 23 are connected to the hydraulic line 26.

Bei geöffnetem Rückschlagventil ist die Leitung 26 über die Bohrungen 20, 21, 22 im Ansteuerkolben 14 mit der Rücklauf leitung 19 verbunden.When the check valve is open, the line 26 is through the bores 20, 21, 22 in the control piston 14 with the return line 19 connected.

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Claims

Claims Hydraulically releasable check valve for hydraulic High-pressure systems with a shut-off on the inlet side from the outlet side Closing member, which by a control piston against the restoring force of a spring can be lifted off its valve seat, characterized in that between the control piston (14) and the closing element (2) a pressure compensation piston (9) is switched on, whose Annular space (8) via a line (10) with the inlet side of the check valve (5) communicates.

2. Hydraulically releasable check valve according to claim 1, characterized characterized in that the pressurized annular surface (12) of the pressure compensation piston (9) corresponds approximately to the pressure surface (A) of the closing element (2).

3. Hydraulically releasable check valve according to claim 1, characterized characterized in that the pressure compensation piston (9) has a plunger (11) for controlling of the closing element (2) and via a further plunger (13) from the control piston (14) can be acted upon.

4. Hydraulically releasable check valve according to one or more the preceding claims, characterized in that the control piston (14) by a piston spring (16) is pressed into an end position.

5. Hydraulically pilot operated check valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that the control piston (14) with an axial bore (20) closed at the end and radial bores (21, 22) is.

6. Hydraulically pilot operated check valve according to one or more the preceding claims, characterized in that in the valve housing (1) or Corresponding built-in parts ring channels (23, 24) are arranged in the hydraulic Lines (25 or 26) open.

7. Hydraulic check valve according to one or more of the previous ones Claims, characterized in that when the check valve is closed, the hydraulic line (25) via the bores (20, 21, 22) and the ring channels (23, 24) with the hydraulic line (26) is connected.

8. Hydraulically pilot operated check valve according to one or more of the preceding claims, characterized in that when the check valve is open the hydraulic line (26) is connected to a return line (19).

9. Hydraulically pilot operated check valve according to one or more the preceding claims, characterized in that the control piston (14) by Sealing rings (18) is sealed.